在不同应用场景下开发可拉伸/可穿戴应变传感器是创建智能社会和促进医疗保健的全球需求，而现有的基于水凝胶的应变传感器灵敏度有限、电导率低和亲水性低，难以在水下操作。近日，科研人员通过在有机水凝胶表面涂覆一层还原氧化石墨烯 (rGO) 片层，制造了一种高度灵敏、可拉伸和疏水的应变传感器。此外，通过在溶剂中加入丙二醇，利用简便的溶剂置换方法同时增强水凝胶的抗冻和抗干燥能力。因此，所获得的 rGO-有机水凝胶复合应变传感器具有 140 的高应变系数、0.1% 应变的低检测限、宽检测范围（0-400% 应变）、190 ms 的快速响应时间、优异的稳定性和可重复性和高疏水性（接触角为 122°），使其适用于广泛的应用场景，例如在极冷（-60°C）、干燥和水下环境。rGO 改性的有机水凝胶应变传感器的灵敏度比未改性的对应物高 30 倍以上，这归因于高导电 rGO 表面层在拉伸时引入的开裂和隧道效应。
图 1. 说明疏水、抗干燥、抗冻、高灵敏度和自修复 rGO 改性有机水凝胶应变传感器的方案，用于环境空气和水下环境中的各种人体运动监测。
图 5. rGO-PG-DNO 的抗冻和自愈能力。
图 7. rGO-PG1h-DNO 的水下应变传感能力。
相关论文以题为Hydrophobic and Stable Graphene-Modified Organohydrogel Based Sensitive, Stretchable, and Self-Healable Strain Sensors for Human-Motion Detection in Various Scenarios发表在《ACS Materials Lett.》上。通讯作者是中山大学吴进副教授，广东医科大学周郁斌副教授，西北工业大学陶凯副教授。
参考文献：doi.org/10.1021/acsmaterialslett.2c00230
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